Ogniwa wodorowe – co warto o nich wiedzieć?

Ogniwa wodorowe są szansą na transformację nie tylko branży transportowej, ale i całej motoryzacji. Zresztą mogą one znaleźć także zastosowanie w lotnictwie, czy też w transporcie morskim. Co zatem warto wiedzieć o rozwiązaniu, które może stać się powszechne i to już niedługo?

Czym są ogniwa wodorowe?

Mówiąc najprościej, ogniwa wodorowe są urządzeniami elektro-chemicznymi. Zachodzą w nich reakcje chemiczne, których produktem jest energia elektryczna i energia cieplna. Działanie ogniw wodorowych jest nie tylko czyste, ale i cechuje się wysoką sprawnością.

Pierwsze na świecie ogniwo wodorowe zbudował w 1838 roku szwajcarski chemik Christian Friedrich Schönbein. Na ich pierwsze poważne zastosowanie trzeba było jednak poczekać ponad 100 lat. Otóż Amerykanie wykorzystali ogniwa wodorowe do produkcji energii elektrycznej i wody w latach 60. XX wieku w realizacji swojego programu kosmicznego.

Obecnie ogniwa wodorowe wykorzystuje się przede wszystkim w motoryzacji. Prym w tym zakresie wiodą tacy producenci jak Toyota i Hyundai.

Jak działają ogniwa wodorowe?

Konstrukcja ogniw wodorowych nie jest przesadnie skomplikowana. Mianowicie składa się ono z dwóch elektrod (anody i katody), które pokryte są katalizatorem. W praktyce najczęściej jest to platyna. Elektrody te są oddzielone elektrolitem, który może występować zarówno w stanie ciekłym, jak i stałym. Jeżeli chodzi o anodę, cały czas doprowadzany jest do niej wodór, a do katody tlen. Wskutek reakcji chemicznej dochodzi do rozbicia cząsteczek wodoru, w wyniku czego powstają protony i elektrony. Elektrolit przepuszcza protony, z kolei elektrony przepływają obwodem wewnętrznym, wytwarzając energię elektryczną. Oprócz prądu efektem pracy ogniw wodorowych są woda i ciepło.

Rodzaje ogniw wodorowych

Obecnie można wyróżnić kilka rodzajów ogniw wodorowych. Kryterium podziału stanowi tutaj rodzaj zastosowanego elektrolitu. W tym kontekście można wyróżnić:

• ogniwa z elektrolitem zasadowym;
• kapilarne ogniwa typu PEMFC;
• ogniwa z elektrolitem polimerowym;
• ogniwa zasilane metanolem;
• ogniwa ze stałym tlenkiem;
• ogniwa ze stopionych węglanów;
• ogniwa z kwasem mrówkowym;
• ogniwa zasilane kwasem fosforowym;
• ogniwa na paliwo węglowe;
• ogniwa mikrobiologiczne.

Oczywiście rodzaj ogniw musi być odpowiednio dopasowany do tego, gdzie mają one zostać wykorzystane.

Wykorzystanie ogniw wodorowych

W ostatnim czasie coraz więcej mówi się o możliwości wykorzystania ogniw wodorowych w motoryzacji. Na rynku już pojawiły się samochody, do napędu których używa się tej technologii. Problemem jest jednak niewielka liczba stacji, na których można by tankować wodór. Jest to szczególnie widoczne na przykład w Polsce. Ogniwa wodorowe mogą być również wykorzystywane w lotnictwie i transporcie morskim. Jeżeli chodzi o ten ostatni, do obsługi morskich farm wiatrowych używa się statków z takim rodzajem napędu.

Co ciekawe, ogniwa wodorowe można wykorzystywać również w zdecydowanie mniejszych urządzeniach. Mianowicie mogą to być na przykład laptopy, telefony komórkowe, czy też aparaty fotograficzne. Jednakże powszechność zastosowania tej technologii napotyka pewne trudności, przez co nie należy spodziewać się urządzeń zasilanych w ten sposób w najbliższym czasie.

Partnerem artykułu jest portal: wodorowyswiat.pl 

Udostępnij